石亭江流域水環(huán)境質(zhì)量變化趨勢及治理措施研究

冉秀華，楊 賢，陳思潔，傅德瑜，高倩倩

(四川省德陽生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心站，四川 德陽 618000)

地表水資源是社會和經(jīng)濟發(fā)展不可缺少的資源；隨著社會的發(fā)展和水資源的開發(fā)利用，水資源污染日趨惡化，水資源供需矛盾日益加劇，嚴(yán)重影響人類的生產(chǎn)生活，威脅人類的生存發(fā)展[1]。

石亭江是德陽市境內(nèi)重要的河流，發(fā)源于四川省什邡市紅白鎮(zhèn)，屬于沱江流域，全長 122 km，流域面積 1512 km2，涉及的行政區(qū)域包括綿竹市、什邡市、旌陽區(qū)、廣漢市。

自21世紀(jì)初以來，石亭江上游磷礦和磷化工、化肥企業(yè)生產(chǎn)廢水的排放，使石亭江水環(huán)境中氨氮和總磷嚴(yán)重超標(biāo)，石亭江流域水環(huán)境受到污染。磷是水生植物生長的必需營養(yǎng)元素，但過量的磷元素會超過水體的自凈能力，多余的磷元素將會促進水中藻類植物的快速生長，從而導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的產(chǎn)生，嚴(yán)重影響甚至破壞水體的使用功能[2-3]。

本文以2015～2022年石亭江流域各斷面監(jiān)測數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，系統(tǒng)分析石亭江流域水質(zhì)變化趨勢及主要污染物時空變化特征，探索幾年來德陽市在石亭江流域水污染防治方面采取的措施及取得的成效，為持續(xù)開展石亭江流域水污染治理提供借鑒和參考。

1 石亭江監(jiān)測斷面布設(shè)及評價指標(biāo)

1.1 石亭江監(jiān)測斷面布設(shè)

石亭江共設(shè)置水環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測斷面6個，從上游到下游分別為高景觀斷面、馬射斷面、金輪大橋斷面、筏子河斷面、柳林村斷面和雙江橋斷面。其中，雙江橋斷面是國控監(jiān)測斷面。

1.2 監(jiān)測指標(biāo)的選擇

考慮到石亭江流域的主要污染物及監(jiān)測數(shù)據(jù)的合理性，篩選出pH、溶解氧、總磷(TP)、氨氮(NH3-N)、化學(xué)需氧量(CODcr)和高錳酸鹽指數(shù)(CODMn)作為本次研究的主要指標(biāo)。

2 趨勢分析

各監(jiān)測斷面水質(zhì)按照《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》 (GB 3838-2002)評價標(biāo)準(zhǔn)進行評價，監(jiān)測頻率為每月1次，河流水質(zhì)見表1。由表1可知，2015～2022年石亭江流域總體水質(zhì)呈逐漸好轉(zhuǎn)趨勢，由2015年的中度污染逐漸改善為優(yōu)，2015～2020年持續(xù)為輕度污染，2021年以后水質(zhì)改善為良好，2022年水質(zhì)好轉(zhuǎn)達到優(yōu)。

2015～2022年，石亭江各監(jiān)測斷面水質(zhì)都得到了不同程度的改善：金輪大橋水質(zhì)最差，2015～2017持續(xù)3年為劣Ⅴ類水質(zhì)；金輪大橋斷面和雙江橋斷面水質(zhì)改善最為明顯，均由劣V類改善為Ⅲ類，其中金輪大橋斷面于2021年后達到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，雙江橋斷面由2019年后穩(wěn)定達到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；高景觀斷面水質(zhì)由V類改善為Ⅱ類，于2017后穩(wěn)定達到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；柳林村斷面水質(zhì)改善不明顯，2015～2021年水質(zhì)一直保持在Ⅳ類，2022年達到了Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。從支流來看，馬射斷面水質(zhì)由Ⅳ類改善為Ⅲ類，于2018年后達到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；筏子河斷面水質(zhì)由Ⅳ類改善為Ⅱ類，于2021年后達到Ⅱ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)；水質(zhì)從上游到下游有變差的趨勢。

由圖1看出，石亭江的主要超標(biāo)污染物是總磷，僅在2017年前存在少量氨氮超標(biāo)情況。2015～2022年，總磷和氨氮濃度呈下降趨勢。其中，金輪斷面的總磷濃度最高，2017年最高質(zhì)量濃度達到 0.73 mg/L，超標(biāo)2.6倍；到2022年下降為 0.14 mg/L，降低了 0.49 mg/L，下降了80.8%。氨氮質(zhì)量濃度由 2.50 mg/L 下降為 0.233 mg/L，降低了 2.27 mg/L，下降了90.7%。高錳酸鹽指數(shù)在2～4 mg/L 之間，穩(wěn)定達標(biāo)。雙江橋斷面化學(xué)需氧量呈逐漸降低的趨勢。通過趨勢分析看出，2015～2022年，石亭江流域總磷污染已得到有效控制，水環(huán)境質(zhì)量改善明顯。

圖1 石亭江流域各斷面污染物濃度變化

2015～2022年石亭江流域內(nèi)水質(zhì)呈逐漸好轉(zhuǎn)趨勢；2015年6個監(jiān)測斷面全部未達到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，Ⅴ類及以下水質(zhì)斷面有3個。其中，金輪大橋和雙江橋斷面水質(zhì)為劣Ⅴ類，六個監(jiān)測斷面總磷質(zhì)量濃度均超標(biāo)；另外有3個斷面存在氨氮質(zhì)量濃度超標(biāo)情況，高錳酸鹽指數(shù)均達標(biāo)。2016年6個監(jiān)測斷面依然全部未達到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，Ⅴ類及以下水質(zhì)斷面有3個，總磷均超標(biāo)，僅金輪大橋斷面的氨氮少量超標(biāo)。2017年僅5個斷面準(zhǔn)超標(biāo)，Ⅴ類及以下水質(zhì)斷面降為2個，僅總磷污染物超標(biāo)。2018年水質(zhì)改善尤為明顯，流域消除Ⅴ類及以下水體，僅3個斷面總磷超標(biāo)。2019年超標(biāo)斷面?zhèn)€數(shù)降為2個，均為總磷超標(biāo)。2020年3個斷面總磷超標(biāo)。2021年超標(biāo)斷面?zhèn)€數(shù)降為1個，為柳林村斷面總磷少量超標(biāo)。到2022年，石亭江流域6個監(jiān)測斷面水質(zhì)全部達到Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)，流域消除Ⅳ類水體，各監(jiān)測斷面水質(zhì)改善明顯，使得石亭江流域總體水質(zhì)由中度污染改善為優(yōu)。

綜上，石亭江流域監(jiān)測斷面超標(biāo)因子主要為總磷，2015～2022年石亭江總磷污染物濃度呈下降趨勢，到2019年，僅一個斷面總磷少量超標(biāo)，到2022年所有監(jiān)測斷面總磷濃度全部達到Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

3 石亭江總磷污染成因分析

3.1 磷化工污染源排放和磷石膏堆積造成部分河段總磷污染物負荷較高

德陽是四川最大的磷礦儲地和磷礦石產(chǎn)地，磷礦石產(chǎn)量占全省總產(chǎn)量的95%以上。由于開采工藝落后，地形條件限制，導(dǎo)致磷礦所在區(qū)域沿江河段河流沉積物總磷含量偏高。雨水沖刷后，殘留在土壤中的總磷顆粒隨地表徑流進入河道，導(dǎo)致下游水體中懸浮顆粒物磷含量增加[4]。

石亭江兩岸分布較多的磷化工企業(yè)，尤其是金輪大橋斷面附近分布有新市工業(yè)園區(qū)，園區(qū)內(nèi)有大量的磷化工企業(yè)。磷石膏是磷化工產(chǎn)業(yè)的固體廢物，都以磷石膏堆場的新式進行堆存。據(jù)統(tǒng)計，截至2018年，德陽市共有磷石膏堆場20座，大部分磷石膏堆場臨河而建，早年堆存方式簡單，未配套完善的攔擋、截留設(shè)施，極易受雨水沖刷后入河，對水環(huán)境質(zhì)量的影響不容忽視。

3.2 城鎮(zhèn)污水處理廠總磷設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)過低，鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理能力嚴(yán)重不足

2018年以前，德陽市城鎮(zhèn)生活污水處理廠出水總磷濃度無法滿足《四川省岷、沱江流域水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)》 (DB51/2311-2016)的相關(guān)要求。

石亭江流域兩岸鄉(xiāng)鎮(zhèn)中，已建成鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理廠的鄉(xiāng)鎮(zhèn)不到一半，流域兩岸廣漢市、綿竹市、什邡市平均鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理率不到20%，鄉(xiāng)鎮(zhèn)生活污水處理能力嚴(yán)重不足。

流域兩岸大部分農(nóng)村沒有污水管網(wǎng)和垃圾處理系統(tǒng)，農(nóng)村生活污水未經(jīng)處理直接排入河流，造成氮、磷污染。

3.3 畜禽養(yǎng)殖廢物未得到妥善處置

早年，石亭江流域兩岸遍布著規(guī)模不等的畜禽養(yǎng)殖場以及散養(yǎng)戶，散養(yǎng)戶及部分規(guī)模較小的養(yǎng)殖場未配套相應(yīng)的污染治理設(shè)施，養(yǎng)殖廢水和畜禽糞便未經(jīng)任何處理直接排入水體，造成石亭江流域總磷超標(biāo)嚴(yán)重[5]。

3.4 農(nóng)業(yè)面源污染問題嚴(yán)重

石亭江兩岸分布較多的農(nóng)田，農(nóng)藥、化肥使用量較大，含有大量農(nóng)藥、化肥殘留的農(nóng)灌水通過地表徑流排入河流，使流域內(nèi)氮、磷污染物超標(biāo)。

4 治理措施及成效分析

2015～2022年期間，德陽市不斷加大水污染防治力度，實施一系列措施控制污染物排放，包括開展“三磷”污染防治，關(guān)閉九頂山探采礦，同時加強石亭江流域兩岸磷化工企業(yè)廢水整治，對污水處理廠進行提標(biāo)改造；加強冷凝水、初期雨水、生產(chǎn)廢水“3”回用，實現(xiàn)磷化工企業(yè)廢水“零排放”；加大磷石膏堆場規(guī)范化整治和綜合利用進度，提高磷石膏利用率，至2019年全市磷石膏利用率達124.54%，實現(xiàn)了“消增削存”，取得顯著成效，很大程度上削減了石亭江兩岸的總磷入河負荷，使石亭江流域水質(zhì)的得到明顯改善，也為未來石亭江流域精準(zhǔn)治理提供了方向。

5 建議

1)需繼續(xù)加強磷化工企業(yè)廢水整治，實現(xiàn)廢水零排放；加大磷石膏堆場規(guī)范化整治和綜合利用進度，加強滲濾液的收集和利用，實現(xiàn)“消增削存”；持續(xù)加大磷石膏綜合利用力度，強化與科研院校的合作，拓寬利用途徑，提升產(chǎn)品附加值，進一步提高磷石膏綜合利用率；對新建總磷水污染項目進行總量指標(biāo)雙倍替代制度，引導(dǎo)磷化工企業(yè)由粗加工向精細化工轉(zhuǎn)型，對單線生產(chǎn)能力低且無改造升級生產(chǎn)能力的企業(yè)，依法有序引導(dǎo)退出涉磷生產(chǎn)，從源頭上控制磷污染物的產(chǎn)生。

2)大力推進小流域污染整治，針對流域內(nèi)總磷污染超標(biāo)嚴(yán)重的支流——白魚河開展針對性的治理，通過面源污染生態(tài)攔截工程、農(nóng)村生活污染治理工程、河道水生態(tài)修復(fù)工程等方式改善河流生態(tài)。

3)積極開展農(nóng)業(yè)面源污染防治，調(diào)整種植結(jié)構(gòu)，引導(dǎo)農(nóng)民科學(xué)施肥、合理施肥，在源頭上減少面源污染。充分利用現(xiàn)有的溝、塘、渠等，建設(shè)生態(tài)渠、污水凈化塘，配置格柵、透水壩和生物群落，進一步進化農(nóng)田排水。

4)提升監(jiān)管水平強化水質(zhì)動態(tài)監(jiān)管，對斷面水質(zhì)超過管控目標(biāo)時，開展“測管協(xié)同”工作，制定超標(biāo)斷面應(yīng)急管控措施，并將措施落地落實、抓緊抓細，確?？菟跀嗝嫠|(zhì)持續(xù)保持穩(wěn)定。